פצעי סוכרת מובילים לרוב לסיבוכים קשים העלולים לגרום לקטיעות. פצעים כרוניים ולא ריפוי אלה מסומנים על ידי דלקת מתמשכת, ומשפיעים על יותר משישה אחוזים מהאוכלוסייה העולמית.
בסינגפור ישנם כארבע קטיעות בגפיים נמוכות מדי יום בגלל פצעים סוכרתיים שאינם מרפאים. מחקר המתמקד בפצעים סוכרתיים בסינגפור העריך כי עלות הבריאות הקשורה לקטיעה גסה לחולה הייתה 23,000 דולר בשנת 2017.
כדי להתמודד עם אתגר זה של חשיבות לאומית וגלובלית רבה, חוקרים מהאוניברסיטה הלאומית של סינגפור (NUS) פיתחו שתי טכנולוגיות Microneedle שהראו יעילות בהאצת ריפוי פצעים סוכרת במודלים פרה -קליניים על ידי שמירה על פונקציות של חלבונים הנקראים גורמי צמיחה, והסרת תרכובות דלקתיות בלתי רצויות.
שני החידושים החדשים פותחו על ידי צוות מדענים בהובלת עוזר פרופסור אנדי טיי מהמחלקה להנדסה ביו -רפואית במכללה לעיצוב והנדסה ב- NUS, והמכון לחדשנות וטכנולוגיה בריאותית.
גורמי צמיחה חשובים לריפוי פצעים מכיוון שהם מווסתים את תפקודי הסלולר העיקריים. עם זאת, בפצעים סוכרתיים, גורמי צמיחה אלה מתפרקים במהירות על ידי אנזימים אחרים המכונים פרוטאזות. זה מאט באופן דרמטי את התאוששות הפצעים. במקביל, פצעי סוכרת מאופיינים ברמות גבוהות של דלקת בעקשנות. "
אנדי טיי, עוזר פרופסור, המחלקה להנדסה ביו -רפואית, המכללה לעיצוב והנדסה, האוניברסיטה הלאומית של סינגפור
"רצינו להתמודד עם שני הנושאים הללו על ידי שימוש במיקרו -טלים הן למסירה והן למיצוי. זה פולשני מינימלי, ניתן לייצר אותו בדיוק, ומאפשר לנהל את התרכובות הפעילות ללא כאבים ישירות לפצעים. טלאי מיקרונדל הם חומרים מצוינים לריפוי פצעים," אמר.
תוצאות שני המחקרים הקשורים, שפורסמו באופן מקוון בכתבי העת המדעיים ביו -חומרים וכן חומרים פונקציונליים מתקדמים ב- 4 ביולי 2024 וב- 24 ביולי 2024 בהתאמה, מדגימים את הפוטנציאל של גישה חדשנית זו בטיפול במצבי עור שונים כמו פסוריאזיס או פצעי סוכרת כרוניים.
שתי גישות ייחודיות להאצת ריפוי פצעים
בשוק, הידרוג'ל משמשת לספק גורמי צמיחה לפצעים. עם זאת, שיטה זו אינה יעילה באותה מידה מכיוון שהסביבה העשירה בפרוטאז של פצעים כרוניים משפילה במהירות ומפעילה את גורמי הצמיחה. המשמעות היא שצריך למסור את גורמי הצמיחה במינונים גבוהים שוב ושוב, שיכולים להיות יקרים ולזמן זמן.
בגישה הראשונה שפותחה על ידי צוות המחקר של NUS, במקום לספק ישירות את גורמי הצמיחה, הם הגדילו תחילה את ייצור גורמי הצמיחה בתוך הפצע.
הם השיגו זאת על ידי פיתוח מיקרו-אונלס של סוכרלפטים (SUC-MN) בכדי לספק חלבון חשוב חיסוני, אינטרלוקין -4 (IL-4), כדי לעורר את ייצור גורמי הצמיחה ברקמות סוכרתיות. IL-4 מסייע בוויסות התגובה החיסונית ולקדם התחדשות רקמות, ואילו סוכרלפט, תרופה המשמשת בדרך כלל לטיפול בכיבים במערכת העיכול, מגנה על גורמי גדילה מפני השפלה.
המיקרונלים מתמוססים בפצע, ומספקים את IL-4 וסוכרלפט ישירות לפצע. מערכת מסירה מקומית זו ממזערת את תופעות הלוואי המערכתיות, ונמנעת גם נזק משני לרקמות עדינות, שנוצרו לאחרונה, הנגרמות כתוצאה מלבוש דבק מסורתי המשמש כיום קלינית. החוקרים מצאו כי SUC-MN האיצה משמעותית את ריפוי הפצעים באופן משמעותי פי שניים בהשוואה לטיפולים מסורתיים.
מיקרו-מיקרו-מיקרו-מיצוי ראשוני מסוגו להסרת תרכובות דלקתיות פרו-דלקתיות
למרות שרוב טכנולוגיית Microneedle משתמשת בחומר למסירה, צוות ה- NUS בחן את השימוש החדשני במיקרו-דלים כדי לחלץ חלבונים פרו-דלקתיים בלתי רצויים ותאי חיסון בגישה השנייה. לשם כך, צוות ה- NUS היה צריך למצוא חומר ציפוי מתאים שיכול לשמש כספוג כדי לספוג תרכובות פרו-דלקתיות, המכונות כימוקינים, שהם מולקולות 'מסנג'ר' המגייסים ומלכדים תאים חיסוניים פרו-דלקתיים הנקראים מונוציטים ברקמות פצע.
צוות המחקר סקר חומרים שונים ובסופו של דבר השתמש במיקרונדרס נקבובית מצופה הפרין (HPMN) כדי לטפל בסוגיית הדלקת המתמשכת בפצעי עור במקור. בהתבסס על מחקרים קודמים, נמצא כי הפרין נקשר בקלות לכימוקינים. הצוות הדגים כי HPMN יכול לרוקן ביעילות כימוקינים ומונוציטים מאתר הפצע, מה שמוביל להפחתה של 50 אחוז בדלקת הרקמות כמו גם להפחתה של 90 אחוז בגודל הפצע על ידי 14ה יום הטיפול.
ממצאים ראשוניים אלה מדגישים את הפוטנציאל של HPMN כאסטרטגיה מבטיחה לטיפול בהפרעות עור דלקתיות. היכולת של HPMN להסיר כימוקינים ותאים דלקתיים עמוק ברקמת העור מציעה יתרון ייחודי על פני טיפולים קיימים המכוונים רק לדלקת ברמת השטח. ניתן לפתח עוד יותר HPMN לטיפול בהתאמה אישית של פצעים וטיפול מותאם אישית במצבי עור דלקתיים שונים כמו פסוריאזיס.
הצעדים הבאים
התפתחותם של Suc-Mn ו- HPMN מייצגת צעד משמעותי קדימה בתחום ריפוי הפצעים וניהול מחלות עור. הצוות מתכוון לערוך מחקרים נוספים כדי לחקור את הפוטנציאל של טכנולוגיה זו ולהביא אותה לשוק.
במיוחד עבור מיקרו-מיקרוס מיצוי, הצוות יביא מיקרו-אדונים עם גדלי נקבוביות נשלטים יותר בטכנולוגיות מתקדמות, כמו הדפסת תלת מימד, וישלב תכונות אנטיבקטריאליות במיקרון כפצעים קליניים ללא ריפוי מלווים לעתים קרובות זיהומים. הם גם מעצבים טלאי מיקרונדל גמישים כדי להבטיח שהם יתאימו היטב לצורות רקמות שונות.
"אנו נרגשים מההשפעה הפוטנציאלית של המחקר שלנו ומצפים לקידום טכנולוגיה זו לתרגום קליני. שתי הגישות שפותחו על ידי הצוות שלנו היו מספקות הקלה נחוצה לחולים עם פצעים סוכרתיים, כמו גם חולים רבים הסובלים ממצבי עור כמו דרמטיטיס אטופית או פסוריאזיס," אמר פרופ 'טיי.
